Como fazer um molde de fundição em areia

Pode fazer um fundição em areia O molde de metal é feito através da moldagem de areia especial em torno de um padrão e, em seguida, a remoção do padrão para formar uma cavidade. Este processo permite-lhe criar formas metálicas fortes em casa com alguns materiais básicos. Eis o que vai precisar:

Areia (com argila ou aglutinante)
Água
Padrão (objeto a copiar)
Frasco (armação para guardar a areia)
Enigma ou peneira
Ferramenta de madeira para bater
Barras metálicas para aberturas de ventilação
Escova pequena

Não te preocupes se fores novo na fundição em areia. Com um pouco de prática, aprende rapidamente!

Principais conclusões

Escolha a areia e o aglutinante certos para fazer moldes fortes que mantenham a sua forma e deixem escapar os gases.
Misture cuidadosamente a areia, a argila e a água para obter a humidade e a resistência adequadas para obter menos defeitos.
Utilize um frasco e envolva bem a areia à volta do seu padrão para criar um molde detalhado e estável.
Adicione um sprue, um riser e aberturas para controlar o fluxo de metal e deixar sair os gases para uma melhor fundição.
Limpe bem o molde antes de verter o metal e siga sempre as dicas de segurança para se proteger.

Materiais de fundição em areia

Tipos de areia

Existem algumas opções quando se trata de areia para fundição em areia. O tipo mais comum é a areia verde. Esta areia utiliza argila de bentonite e água como aglutinantes. A areia verde funciona bem porque mantém a sua forma e deixa escapar os gases. A investigação mostra que a utilização de cerca de 93% de areia reciclada com a quantidade certa de bentonite e água permite obter moldes fortes e menos defeitos de fundição. Também é possível encontrar areias quimicamente ligadas, como as que utilizam resina fenólica. Estas areias criam moldes muito fortes e precisos, especialmente para formas complexas. Quando escolher a sua areia, procure estas qualidades:

Permeabilidade: Deixa escapar os gases para que a sua fundição não fique com bolhas.
Força: Mantém a sua forma quando se embala à volta do padrão.
Refractariedade: Resiste ao calor elevado sem se desfazer.

Aglutinantes e aditivos

Os aglutinantes ajudam a areia a manter-se unida. A argila de bentonite é o aglutinante mais popular para a areia verde. Dá à areia uma boa resistência e ajuda-a a reter a humidade. As areias quimicamente ligadas utilizam resinas especiais, como o fenol-uretano, para colar os grãos de areia. Estas resinas tornam o molde muito forte e estável, o que é ótimo para trabalhos de pormenor. Alguns aditivos podem tornar o seu molde ainda melhor. Por exemplo, adicionar óxido de grafeno ou álcool polivinílico pode melhorar a resistência do molde ao congelamento e descongelamento. Aqui está um rápido olhar sobre alguns aditivos e o que eles fazem:

Aditivo/ligante	O que faz	Benefício
Argila de bentonite	Aglutina a areia com água	Boa resistência, fácil de utilizar
Resina fenólica	Aglutina quimicamente a areia	Moldes precisos e de elevada resistência
Óxido de grafeno	Melhora a resistência ao gelo-degelo	Moldes mais duradouros
PVA	Reduz a descamação da superfície	Moldes mais duradouros

Ferramentas e equipamentos

Não são necessárias ferramentas sofisticadas para começar a moldar em areia, mas o equipamento correto torna as coisas mais fáceis e seguras. Utiliza-se um frasco para conter a areia, uma ponteira ou peneira para desfazer os grumos e um compactador de madeira para compactar bem a areia. As varas de metal ajudam-no a fazer aberturas para a saída dos gases. Estudos demonstram que a utilização das ferramentas corretas pode reduzir as taxas de defeitos para metade e aumentar a produtividade em 20%. Também poupará tempo e esforço, tornando todo o processo mais suave. Aqui está uma lista rápida do que precisa:

Frasco (moldura)
Enigma ou peneira
Compactador de madeira
Barras metálicas
Escova pequena

Dica: Mantenha as suas ferramentas limpas e organizadas. Isto ajuda-o a trabalhar mais depressa e faz com que os seus moldes fiquem melhores.

Preparação da areia

Mistura de areia e ligante

Comece por medir os seus materiais. Para a maior parte dos projectos de fundição em areia, é necessário um rácio de cerca de 100 partes de areia de sílica para 6 partes de argila de bentonite, em peso. Este rácio dá-lhe uma mistura forte e trabalhável. Deite a areia seca num recipiente grande. Polvilhe a argila de bentonite uniformemente sobre a areia. Utilize as suas mãos ou uma pá para misturar até que a cor fique homogénea. Este passo ajuda a argila a cobrir todos os grãos de areia.

Agora, adicione lentamente a água. Deite um pouco de cada vez e continue a misturar. A areia deve ficar húmida, mas não encharcada. Se espremer uma mão cheia e ela mantiver a sua forma sem se desfazer ou pingar, tem a consistência correta. Esta mistura cuidadosa garante que o aglutinante se espalha, o que ajuda o seu molde a manter-se forte e a segurar os detalhes.

Dica: Misture sempre primeiro os ingredientes secos. Para obter melhores resultados, adicione a água em último lugar.

Ajuste da humidade

A humidade certa é muito importante. Se a areia estiver demasiado seca, não se colará. Se estiver demasiado húmida, perderá a forma e causará defeitos no seu molde. A maioria das pessoas considera que adicionar água até a areia parecer açúcar mascavado húmido funciona melhor. Aperte uma bola de areia na sua mão. Se mantiver a sua forma e não se desfizer, está no caminho certo.

Os investigadores descobriram que o teor de humidade é o fator mais importante para uma boa qualidade de fundição. Quando a humidade é correta, reduzem-se os defeitos e as taxas de refugo. A quantidade certa de argila de bentonite e água também torna o seu molde mais duro e mais forte. Isto significa que o seu molde aguentará melhor quando despejar o metal quente.

Seguem-se alguns pontos-chave sobre a importância da humidade e do aglutinante:

O teor de humidade, a resistência verde e a dureza do molde afectam a fundição final.
Demasiada ou pouca água altera a forma como o calor se move através do molde, o que pode causar problemas.
A mistura correta de areia, argila e água permite obter menos defeitos e melhores resultados.

Peneirar e testar

Depois de misturar, é necessário peneirar a areia. Utilize uma pá ou uma peneira de areia para desfazer os grumos. Este passo torna a areia lisa e homogénea. Espalhe a areia e passe-a pela peneira. Isto ajuda-o a obter uma textura uniforme, o que é importante para fazer um bom molde.

Testar a sua areia é fácil e importante. Experimente o teste do aperto: Pegue numa mão cheia de areia e aperte-a. Se mantiver a sua forma e não se colar à sua mão, está pronta a funcionar. Se se desfizer, adicione um pouco mais de água. Se parecer pegajosa ou deixar marcas de humidade, deixe-a secar um pouco.

Os cientistas utilizam testes especiais para verificar se a mistura de areia é homogénea. Analisam aspectos como o tamanho das partículas e a forma como os grãos de areia se misturam. As misturas de areia de alta qualidade têm índices de homogeneidade superiores a 90%, o que significa que a areia é muito uniforme. Algumas fundições utilizam ferramentas avançadas como a difração a laser ou mesmo a IA para verificar a mistura, mas para projectos domésticos, as suas mãos e olhos funcionam muito bem.

Método de ensaio	O que verifica	Bom resultado
Teste de compressão	Humidade e resistência	Mantém a forma, não é pegajoso
Peneira ou Enigma	Uniformidade da textura	Sem grumos, suave
Inspeção visual	Cor e consistência	Cor uniforme, sem pontos secos

Nota: Uma boa preparação da areia significa menos defeitos de fundição e melhores resultados. Não tenha pressa nesta etapa e os seus moldes de fundição em areia ficarão óptimos!

Configuração do frasco e do padrão

Montagem do frasco

É preciso começar por montar o frasco. O frasco é uma estrutura robusta que mantém a areia no sítio enquanto trabalha. A maioria dos frascos tem duas partes: a parte inferior (chamada de arrasto) e a parte superior (chamada de capa). Coloque o arrastador numa superfície plana. Certifique-se de que fica firme e não balança. Algumas pessoas usam frascos de madeira, enquanto outras usam frascos de metal. Ambos funcionam bem para a fundição em areia em casa.

Existem várias formas de preparar o seu frasco, e cada método tem as suas vantagens:

A moldagem em areia permite-lhe encher parcialmente o arrastamento e colocar areia à volta do seu padrão. Isto funciona bem para formas simples e redondas.
A fundição em areia de falso cope significa que se aplica areia por baixo do padrão e depois adiciona-se o cope por cima. Isto ajuda a obter superfícies lisas.
A fundição em areia de costas planas coloca a cavidade do molde no lado do arrasto com um sprue, facilitando a junção do cope e do arrasto para peças mais complexas.
A fundição em areia de silicato de sódio utiliza um aglutinante especial que endurece rapidamente, pelo que é possível criar formas detalhadas.
A fundição em areia sob vácuo utiliza um balão de vácuo e uma folha de plástico para manter a areia apertada. Isto dá-lhe um acabamento muito suave.
A fundição em areia de concha utiliza areia revestida de resina e calor para fazer uma concha dura. Esta técnica é óptima para fazer rapidamente muitas peças detalhadas.

Escolha o método que melhor se adapta ao seu projeto. Para a maior parte dos principiantes, os métodos de cama ou de costas planas funcionam bem.

Colocação de padrões

Agora, coloque o padrão no centro do arrastamento. O padrão é o objeto que pretende copiar. Pressione-o suavemente para que fique plano. Deixe algum espaço à volta das extremidades para a areia. Se o modelo tiver pequenos pormenores, certifique-se de que estão virados para cima. Isto ajuda-o a obter um molde mais limpo mais tarde. Certifique-se de que o molde não toca nos lados do frasco.

Aplicar o pó de giz

Antes de adicionar areia, polvilhe o padrão com giz ou pó de talco. Este passo ajuda o padrão a soltar-se da areia mais tarde. Utilize um pincel pequeno para espalhar uma camada fina e uniforme. Não use demasiado. Basta uma ligeira passagem de pó para o efeito. Este simples passo pode poupar-lhe muitos problemas quando remover o padrão.

Dica: Mantenha sempre o seu espaço de trabalho arrumado. Uma área limpa ajuda-o a evitar erros e torna a moldagem em areia mais divertida!

Embalagem de areia

Padrão de embalagem

O frasco está pronto e o padrão está no sítio. Agora, comece a adicionar areia ao frasco. Polvilhe suavemente a areia sobre o padrão. Utilize os seus dedos para empurrar a areia para os espaços e cantos mais pequenos. Isto ajuda-o a captar todos os pormenores. Quando encher o frasco até meio, use um martelo de madeira para pressionar a areia. Trabalhe lentamente e embale a areia com firmeza. O enchimento apertado mantém o molde forte e impede-o de se deslocar.

Eis um breve resumo de como os diferentes métodos de empacotamento da areia ajudam o seu lançamento:

Método de enchimento de areia	Principais vantagens	Impacto na qualidade da fundição
Acomodação (Areia Verde)	Acondicionamento apertado de areia à volta do molde para evitar a deformação e deslocação do molde	Aumenta a resistência do molde e a precisão dimensional, reduz os defeitos e melhora a precisão e a fiabilidade.
Fundição em areia sob vácuo	Utilização de vácuo para remover o ar e os gases da cavidade do molde	Reduz a porosidade, a contração e os gases presos; melhora a densidade da fundição, o acabamento da superfície e a precisão dimensional.
Fundição em areia de silicato de sódio	Utiliza aglutinante de silicato de sódio com cura rápida através de catalisador químico	Produz moldes mais resistentes e menos propensos à deformação, permite uma elevada precisão dimensional, tolerâncias apertadas e um acabamento superficial superior.

Dica: Embale sempre a areia em camadas. Isto dá-lhe um molde mais forte e melhores resultados.

Nivelamento e compactação

Depois de encher o frasco, utilize uma régua ou uma borda reta para nivelar o topo. Raspa o excesso de areia para que a superfície fique plana. Pressione novamente com o seu compactador. Certifique-se de que a areia está firme e não se move quando bate nela. Uma boa compactação torna o seu molde resistente. Também ajuda o metal a fluir suavemente quando o deitar mais tarde.

Se vir alguns pontos moles, adicione mais areia e pressione novamente. O objetivo é que toda a superfície fique uniforme. Este passo ajuda-o a evitar fissuras e pontos fracos no seu molde de fundição em areia.

Remover o padrão

Agora, é altura de retirar o molde. Bata suavemente no molde com um pequeno martelo ou maço. Agite-o um pouco para o soltar. Levante o molde a direito para cima e para fora. Mova-se lentamente para não partir o molde. Se cair alguma areia na cavidade, use uma escova pequena para a limpar.

Nota: Se tiver polvilhado o padrão com giz ou pó, este deve sair facilmente. Demore o tempo que for necessário e verifique se existem arestas partidas.

Conseguiu! O seu molde está agora pronto para os passos seguintes da fundição em areia.

Sistema de portas

Tubo de ligação e suporte

É necessário criar uma calha e um riser no seu molde. O canal de entrada é o canal principal onde se deita o metal fundido. O riser actua como um reservatório, alimentando o molde com metal extra à medida que este arrefece e encolhe. Para os fazer, pressione uma vara lisa ou uma cavilha diretamente para a areia, junto ao seu molde. Certifique-se de que o jito é suficientemente largo para que o metal flua facilmente, mas não tão largo que cause salpicos.

Um bom sistema de comportas controla a velocidade com que o metal entra no molde. Se o metal se mover demasiado depressa, pode salpicar, prender o ar e criar defeitos. As simulações por computador mostram que os sistemas de canais tradicionais podem empurrar o metal a velocidades superiores a 3 metros por segundo, o que é demasiado rápido e causa problemas. Quando se utiliza um design optimizado com um jito cónico e canais suaves, mantém-se a velocidade do metal em cerca de 0,3 a 0,35 metros por segundo. Isto ajuda-o a obter uma fundição mais limpa e mais forte.

Pode utilizar massa de modelar ou cera para moldar o sprue e o riser antes de colocar a areia. Depois de retirar o modelo, puxe cuidadosamente as hastes para deixar os canais abertos.

Ventiladores

As aberturas permitem que o ar e os gases presos saiam do molde. Se saltar este passo, poderá ver bolhas ou buracos na sua peça acabada. Para fazer aberturas, enfie varas ou fios de metal finos na areia, desde a cavidade do molde até ao exterior. Coloque as aberturas em pontos altos ou onde acha que o gás se pode acumular.

Estudos empíricos demonstram que as aberturas bem colocadas ajudam a controlar a pressão no interior do molde. Os sensores no interior dos moldes de teste mediram as alterações de pressão à medida que o metal flui. Quando as aberturas funcionam bem, a pressão mantém-se baixa e estável, o que significa menos defeitos e melhores resultados.

Limpeza de bolor

Antes de deitar o metal, limpe sempre a cavidade do molde. Utilize uma escova pequena para varrer a areia ou o pó soltos. Este passo mantém a sua fundição suave e evita falhas.

Prática/Processo	Descrição	Notas/Desafios
Lavagem por atrito a seco	Esfrega a areia para remover produtos químicos e resinas.	Necessita de despoeiramento e tratamento térmico.
Jateamento	Rebenta areia e pedaços de metal das peças fundidas.	Pode alterar o tamanho do grão da areia; pode deixar alguma contaminação.
Desmontagem e crivagem de grumos	Quebra e remove grandes pedaços de areia usada.	Bom para reutilização parcial, não para limpeza completa.

Dica: Utilize sempre uma máscara anti-pó e luvas quando limpar o seu bolor. A limpeza profunda ajuda a proteger a sua saúde e mantém o seu espaço de trabalho seguro. Os relatórios da indústria dizem que limpar o pó e a areia antes de deitar o metal reduz o risco de respirar partículas nocivas.

Acabaste de aprender a fazer um molde, passo a passo. Primeiro, escolheste os materiais e misturaste a areia. De seguida, preparou o frasco, encheu a areia e retirou o molde. Adicionaste o sistema de fecho e limpaste o molde. Qualquer pessoa pode fazer isto com um pouco de prática! Experimente fazer o seu próprio molde em casa. Quando se sentir preparado, verta metal ou resolva os problemas do seu primeiro projeto. Pronto para criar algo espetacular? Experimente!

FAQ

Como é que sei se a minha areia está suficientemente bem misturada?

Experimente o teste do aperto. Pegue numa mão cheia de areia e aperte-a. Se mantiver a sua forma e não se desfizer nem se colar à sua mão, é porque acertou em cheio! Se não, ajuste a água ou a argila.

Posso reutilizar a areia de moldes antigos?

Sim, é possível reutilizar a areia. Parta a areia velha, retire os grumos e peneire-a bem. Acrescente um pouco mais de argila e água se a areia estiver seca. Verifique sempre a areia com o teste do aperto antes de a voltar a utilizar.

E se o meu molde se partir quando retiro o padrão?

Não se preocupem! Isto acontece por vezes. Para a próxima vez, basta apertar mais a areia e usar um pouco mais de pó de giz no padrão. Se vir fissuras, corrija-as com um pincel pequeno e um pouco de areia húmida.

É necessário equipamento de segurança especial para a fundição em areia?

Sim, a segurança é importante. Use luvas, uma máscara de pó e óculos de proteção. O metal quente e a areia fina podem feri-lo. Mantenha o seu espaço de trabalho limpo e siga sempre os conselhos de segurança. Mais vale prevenir do que remediar!